山區(qū)大落差長輸管道清管掃水技術(shù)

李彥波

摘 要：清管掃水作業(yè)是天然氣長輸管線投產(chǎn)前的一項重要工作，對保證管道的安全運行和輸氣效率非常重要。山區(qū)管道高低起伏、落差較大，施工困難，清管掃水作業(yè)的成效顯得尤為重要。文章從分段原則、清管掃水方法、注意事項三方面探討提高山區(qū)管道掃水作業(yè)成效的技術(shù)。

關(guān)鍵詞：大落差 長輸管道 清管掃水 成效 技術(shù)

一、概述

長輸管道投產(chǎn)前常采用水壓試驗來驗證管道的強度和嚴密性。管道試壓完成后清管掃水作業(yè)的成效對后續(xù)工作的進展及投產(chǎn)后管道的安全運行和輸氣效率影響較大。特別是沿山谷、隧道和等高線敷設(shè)的山區(qū)管道，高低起伏、落差較大，清管掃水作業(yè)難度大、進度慢、效果不佳。如能結(jié)合山區(qū)地形和外部條件，做到分段合理、清管掃水方法適當、注意事項到位，可提高清管掃水作業(yè)成效。

二、分段原則

1.基本原則

試壓作業(yè)先于清管掃水作業(yè)，制定試壓方案時應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場情況，考慮后續(xù)清管掃水作業(yè)，使兩者緊密、有機的結(jié)合起來，盡量減少管道的分段次數(shù)、減少未試壓連頭口數(shù)量，給長輸管道的安全運行提供保章。山區(qū)作業(yè)宜采用相同的分段，保證清管掃水作業(yè)的成效，提高試壓與清管掃水作業(yè)的連續(xù)性， 從而提升作業(yè)效率。

2.高差分段原則

根據(jù)規(guī)范要求，為了利于達到試壓目的并減少試壓段落劃分，降低現(xiàn)場施工難度和強度，結(jié)合國內(nèi)外同類管道施工經(jīng)驗和做法，把沿山區(qū)敷設(shè)、落差較大的管段按“特殊地段”考慮（低點的管道環(huán)向應(yīng)力不超過管材屈服極限的0.95倍）。

3.高點上水原則

高點加隔離球上水能夠提高低壓上水設(shè)備的利用率，充分發(fā)揮其上水功能，縮短高壓上水設(shè)備的工作時間，減少油料消耗，提高設(shè)備使用壽命。但，上水點應(yīng)盡量選擇在便設(shè)備進出，且距水源較近地方。

4.低點排水原則

低點排水能夠降低空壓機推動清管器時的工作壓力，避免選用大型空壓機，減少了空壓機進場的難度，同時也提高了掃水一次成功率。但，排水點應(yīng)盡量選擇在靠近河道的地方。

5.分段時注意避免出現(xiàn)不利于掃水的大落差U形彎

三、清管掃水措施

通常在管段試壓結(jié)束后，選擇一端打開閥門排水或者兩端打開閥門排水，在無水流出后割下試壓封頭，裝上掃水球和收發(fā)球筒，發(fā)球清管掃水。這種方法簡單易行，主要適用于地勢平坦、起伏小和中間高兩端底，且高點和低點間起伏小的分段。

1.清管措施

清管前，管道兩端必須安裝收發(fā)球筒，收發(fā)球筒與管道焊接必須滿焊。清管時首先裝入直板型清管器，然后啟動空壓機（20m3/min，2.5MPa），將清管器發(fā)出，半小時后將停止送氣，將管道內(nèi)壓力泄為零，然后在裝入帶鋼絲刷的皮碗型清管器，重新啟動空壓機，半小時后再裝入泡沫清管器以確保管線清掃干凈。清管器的過盈量為管道內(nèi)徑的5～8%。清管時，將末端閥門打開。清當清管器距收球筒1～2Km時，發(fā)球端降低排量，使清管器緩慢進入收球筒，以防劇烈撞擊；確認收球筒收到清管器時，停止運行空壓機，待管段內(nèi)壓力降至大氣壓時，打開收球筒取出清管器。

2.試壓、吹掃措施

對購置的壓力表、閥門、無縫鋼管、封頭等要做到三證俱全，尤其是壓力表在使用前必須經(jīng)校驗合格。試壓頭必須經(jīng)水壓試驗合格。

為節(jié)約用水或由于水源限制，宜采取逐級提水的注水方式。以下以某工程中的二分段為例進行介紹：

2.1注水流程（見下圖1）

2.2分段間流程

根據(jù)事先繪制的試壓斷面圖，注水端與二分段的最高點落差達590m，因此在第二分段和第三分段之間JLC036+434m處須安裝多級離心泵提水。各分段間流程如下圖2：

圖1

圖2

2.3主要技術(shù)措施

注水前按照流程圖，安裝完成分段之間的聯(lián)通管線，并在注水端分別裝入兩個注水清管器。注水時，在第一個注水清管器前面的管道內(nèi)注入100～200米的沖洗水。水注入后，而后將水轉(zhuǎn)向，注入到第一個注水清管器的后面，第一個注水清管器將被注入的水推出發(fā)射筒。在第一個注水清管器的后面，注入100～200米，并緊跟第二個注水清管器注入試壓水，以類似方式發(fā)射第二個注水清管器，以防形成氣穴。為防止下山坡段注水清管器速度加快，保證在注水時注水清管器后面的水流不會中斷。要保持注水清管器和接收端之間有充足的背壓（通過注水清管器行走，在接收端通過控制閥門的出風實現(xiàn)，同時根據(jù)試壓管段縱斷面標高情況）以便控制清管器的行走速度。水頭的位置可以通過繪制出的試壓斷面圖和高程表來確定。注水時關(guān)閉分段之間的連通閥門，在第一段管線注滿水后開啟連通閥門和多級離心泵，進行下一段管線的注水。

用泥漿泵車將試壓段分段升至強度試驗壓力，穩(wěn)壓4h，未發(fā)生裂管、明顯的壓降，壓降不大于1%試驗壓力值且不大于0.1MPa，則強度試驗合格。之后降至嚴密性試驗壓力穩(wěn)壓24h，如果沒有出現(xiàn)最大為1%且不大于0.1MPa的壓力降，則嚴密性試驗合格。

排水時，先打開試壓分段兩端閥門，利用高差進行自然排水，當兩端水流量不大時，開啟空壓機進行排水?？諌簷C的選擇要足以克服水柱壓差和清管器的阻力。排水過程中，為防止在下坡段形成氣穴，監(jiān)控進氣端的壓力表讀數(shù)，通過控制排水端流量以使清管器在運行過程中保證一定的背壓。

四、安全措施

1.樹立警告標志和路障，未經(jīng)許可人員禁止入內(nèi)。試壓開始前，在通往施工作業(yè)帶的所有進口道設(shè)置警告標志，管道內(nèi)壓力解除后再撤去標志。

2.水壓試驗區(qū)域50米之內(nèi)（即，試驗掩蔽處，管匯，壓力泵，儀表等）（根據(jù)實際情況）只限參與試壓的工作人員進入。禁止人員在打壓頭對面停留。

3.在試壓作業(yè)期間提供和維護可靠的通訊系統(tǒng)，以便所有參與試壓的工作人員能夠相互通報在試壓期間的試壓狀態(tài)和出現(xiàn)的問題。

4.管道試壓前，試壓使用的儀器、儀表、材料、設(shè)備等必須經(jīng)過檢查、檢測合格，并對試壓設(shè)備、管線、管件、閥門等進行檢查，確定其流程、閥門開啟狀態(tài)符合要求，試壓的管段不準在管道沿線同時進行其他施工作業(yè)。

5.試壓設(shè)備設(shè)置在的試壓區(qū)域30m以外，且應(yīng)放置在其側(cè)面，與試壓車和主管道相連的試壓管應(yīng)與地面抱固，遠離繁忙道路、居民區(qū)、危化品區(qū)和電力線，并設(shè)置警示牌和警示帶。